Kambrická explózia ako prípadová štúdia ID-demagógie

V polovici 19. storočia si túto skutočnosť všimol aj Charles Darwin a považoval ju za jednu z najsilnejších možných námietok proti svojej teórii evolúcie prírodným výberom. Táto záhada - alebo ako sa zakrátko presvedčíme, údajná záhada – je zároveň jedným z najobľúbenejších argumentov zástancov tzv. inteligentného dizajnu.

Inteligentný dizajn (ID) je forma kreacionizmu. Život je podľa nej dielom zásahu inteligentnej bytosti a nie iba výsledkom prirodzených vývojových procesov. Hoci sa ID snaží tváriť vedecky, a dokonca neodmieta, že nejaké evolučné procesy prebiehajú a Zem je stará miliardy rokov, ide o pseudovedu. Vychádza totiž z logickej chyby známej ako argument z nevedomosti – ak pre niečo v súčasnosti nemáme vysvetlenie, znamená to, že máme dočinenia so zásahom vyššej bytosti, ufónov a podobne.



O pseudovedu ide aj preto, že presne ako v prípade tvrdení náboženských fundamentalistov, podľa ktorých je celá Biblia doslovne pravdivá a Zem stará 6000 rokov, stojí na prekrúcaní alebo ignorovaní zásadných faktov ohľadom vzniku života, tzv. neredukovateľnej zložitosti alebo práve kambrickej explózie. Len dodajme, že v relevantných vedných odboroch, teda medzi geológmi, paleontológmi a biológmi, má ID prakticky nulovú podporu a na konte nemá žiadne významné vedecké výskumy.

„Kmene“ a „telesné plány“ reálne neexistujú

V niektorých zdrojoch sa možno dočítať (reprezentatívna ukážka), že počas kambrickej explózie sa náhle a bez prechodných foriem objavili všetky dnešné kmene živočíchov. Kmeňom sa rozumie taxonomická jednotka nadradená triede, napríklad článkonožce, mäkkýše či chordáty, medzi ktoré patria aj stavovce. Inokedy sa používa formulácia „moderné skupiny“ živočíchov alebo „telesné plány“.

Pre človeka, ktorý je informovaný o aktuálnom stave poznania v odbore paleontológie, sa kambrická explózia skutočne mohla zdať ako nevyriešiteľný problém... pred desiatkami rokov. V tých časoch sa v horninových vrstvách dnes datovaných na približne 525 miliónov rokov skutočne náhle objavovali pomerne zložité živočíchy. A staršie horniny zívali prázdnotou. Od tých čias sa však veľa zmenilo. V horninách najstaršieho kambria (vrstvy uložené pred 530 až 541 miliónmi rokov) sa podarilo objaviť úlomkovité pozostatky pevných schránok rôznych organizmov (tzv. small shelly fauna). A život, podivuhodný a pestrý, sme objavili aj období prahôr či dokonca starohôr. O ňom sme už písali (TU a TU). A jeho dôležité aspekty si uvedieme aj nižšie.

Kambrická fauna. Dominovali medzičasom vymreté trilobity, vymreté koralom podobné hubky (?) archeocyáty a takmer vymreté ramenonožce.

Nielenže z fosílneho záznamu začala vyplývať postupnosť vývoja. Tvrdenia o zjavení „všetkých kmeňov“ či „moderných skupín“/„telesných plánov živočíchov“ začiatkom prvohôr sú celkom nezmyselné.

V prvom rade, taxonomická jednotka kmeň reálne neexistuje. Taxonomické jednotky vyššie ako druh priekopníci biológie vytýčili na základe miery, do akej sa rôzne skupiny organizmov od seba odlišujú... dnes. Ibaže súčasná perspektíva v minulosti neplatila. Na vine je evolúcia, a to hlavne tzv. prechodné články. Dnes sú plazy a cicavce celkom odlišné, no poznáme stovky druhov z konca prvohôr a začiatku druhohôr, pre ktoré to neplatí. Moderná, tzv. fylogenetická systematika preto uznáva len druh a z akejsi nostalgie rod. Iné taxonomické jednotky nie.



Kolektív evolučných biológov pod vedením Jana Zrzavého v skvelej knihe Jak se dělá evoluce (2017) dodáva: „Čím staršia je skupina, tým silnejšiu máme tendenciu prisúdiť jej vysokú hierarchickú úroveň. Fakt, že údajné kmene pochádzajú z kambria ale údajné triedy sú mladšie, odráža práve tento náš sklon. Nič hlbšieho za faktom, že sa údajné živočíšne kmene objavili v kambriu, očividne nie je.“

V druhom rade, začiatkom kambria sa zďaleka neobjavili všetky „kmene“. Z viac ako tridsiatich doposiaľ vytýčených „kmeňov“ živočíchov sa dve tretiny nikdy nenašli skamenené, pretože pozostávajú len z mäkkých tkanív. Zo zostávajúcich vznikli niektoré neskôr (machovky), ďalšie skôr (pŕhlivce, hubky, zrejme chordáty a možno viaceré ďalšie).

Nezmysel je aj hovoriť o moderných skupinách. U „kmeňov“, ktoré v kambriu skutočne žili, vidíme dnešným druhom nepodobné, archaické a primitívne formy často celkom vymretých podskupín. Napríklad ostnatokožce ešte neprejavovali lúčovitú symetriu tela, a hoci existovali prvé stavovce, nemali mineralizovanú chrbticu, ba čo viac, neboli to ani ryby v pravom zmysle slova. Navyše, existovali mnohé ťažko zaraditeľné formy, ktoré niesli znaky viacerých „kmeňov“, čo značí, že mali blízko k ich spoločným predkom.

Aj potom, ako väčšina evolučných biológov a predovšetkým paleontológov upustila od používania čeľadí/radov/tried/kmeňov, niektorí výskumníci naďalej hovoria o údajnom kambrickom vzniku telesných plánov. Problém je, že určiť, čo už je a čo ešte nie je telesným plánom, je rovnako svojvoľné ako určovanie pomyselnej hierarchickej úrovne rod/trieda/kmeň v systematike rôznych skupín.

Jan Zrzavý a kol. upozorňujú, že to, čo považujeme napríklad za charakteristiky telesného plánu stavovcov, v skutočnosti vznikalo postupne a nezriedka v rôznych podskupinách nezávisle na sebe. Za subjektívny konštrukt považujú okrem telesného plánu stavovcov aj telesný plán článkonožcov: „Postupný a neukončený, mozaikovitý vznik telesného plánu stavovcov nie je nič neobvyklého. To isté môžeme sledovať u článkonožcov, kde také zmeny, ako vznik článkovaných končatín, začleňovanie predných trupových článkov do postupne sa vytvárajúcej hlavy a modifikácie jej končatín v zmyslové orgány prebiehali nezávisle a zanechali po sebe vo fosílnom zázname obrovské množstvo rôzne stavaných medzičlánkov.“

Predstava zásadne odlišných telesných plánov vznikla podľa českých vedcov predovšetkým v dôsledku neznalosti evolučných prechodných článkov.

Českí evolučí biológovie ďalej pripomínajú vznik rybomoriek - parazitických pŕhlivcov tak redukovaných, že sme ich dlho považovali za prvoky, a vznik čudesných holotúrií (známe aj ako morské uhorky). Holotúrie patria medzi ostnatokožce, pričom ich ústna oblasť zodpovedá celému telu ich príbuzných, napríklad ježoviek. Väčšina tela predstavuje novotvar. „Ak mohli takto zvláštne zvieratá vzniknúť dávno po konci kambria, nebudú telesné plány vzniknuté v kambriu ničím zvláštnym,“ upozorňujú vedci.



Zrzavý a kol. dodávajú, že základných typov či telesných plánov živočíchov máme presne toľko, koľko ich chceme mať. Mohli by sme ich pokojne mať 5 (rebrovky, hubky, pŕhlivce, vločkovce a dvojstranovce čiže Bilateria). Ak 30, potom to budú skupiny tradične považovaných za „kmene“ zástancami kambrickej explózie. Ale môžeme ich pokojne mať aj tristo. Evoluční biológovia konštatujú: „Nie sú hady či korytnačky nositeľmi celkom nových telesných plánov - s odlišným genetickým riadením niektorých zásadných vlastností, napríklad predozadného usporiadania tela? Ak povieme, že to by už bolo veľa, tak prečo? (Pterože už by to bolo priveľa?)“

Mýtus explózie

Explózia rozmanitosti života na prelome prahôr a prvohôr by dávala zmysel. Zvýšila sa koncentrácia atmosférického kyslíka, čo organizmom umožnilo opätovne dosiahnuť makroskopické rozmery. Objavili sa predátori a schopnosť vidieť, čo znamená štart evolučných pretekov medzi požieračmi a tými, ktorí sú požieraní. Krátko pred začiatkom prvohôr sa zároveň objavili prvé pevné schránky, ktoré výrazne zvýšili šance organizmov, že ich telá skamenejú (mäkké tkanivá rýchlo zhnijú alebo sú skonzumované mrchožrútmi). Okrem toho, na úplnom konci starohôr nastalo vymieranie, a z fosílneho záznamu vieme, že po vymieraniach zapĺňajú druhy, ktoré prežili, prázdne ekologické niky, čo má za následok rýchlejšie tempo evolúcie, ako je obvyklé (ide o tzv. evolučné radiácie). V neposlednom rade, rozpadol sa superkontinent Pannotia. To znamená vznik rozľahlých plytkých morí, žičlivých ekosystémov pre vznik a vývoj života.

Napriek tomu fosílny záznam žiadnu evolučnú explóziu v priebehu geologicky krátkeho času niekedy pred 530 - 525 miliónmi rokov nenaznačuje. Lieberman (2003) napríklad ukázal, že tempo evolúcie počas údajnej kambrickej explózie zodpovedá iným evolučným radiáciám, ktoré nastali po vymieraniach, napríklad tej, ktorá nastala po vymretí dinosaurov. Pravda, napríklad Lee a kol. (2013) tvrdia, že článkonožce sa skutočne vyvíjali rýchlejšie - ibaže ani tie najrýchlejšie odhady sa podľa nich nevynímajú tomu, čo možno čakať od evolúcie prírodným výberom a čo možno odvodiť od dát zo živých organizmov!

Expert na najstaršie organizmy paleontológ Andrew Knoll sumarizuje fosílny záznam kambria nasledovne: „Telesné plány rozoznateľné ako článkonožce, ramenonožce, mäkkýše či dokonca chordáty nadobudli svoj tvar v priebehu prvých 10 - 30 miliónov rokov počas prvej polovice kambria. Potom pokračujúca evolúcia vytvorila znaky, ktoré vidíme u dodnes prežívajúcich zástupcov týchto skupín. To je dokopy asi 50 miliónov rokov.“ Vzápätí sa pýta: „Odohrala sa vôbec nejaká kambrická explózia?“



Americký paleontológ Donald Prothero kambrickú explóziu skutočne považuje za mýtus. Pri pohľade na fosílny záznam prvohôr aj starohôr konštatuje: „Hlavné skupiny bezstavovcov sa vo fosílnom zázname neobjavujú náhle v najranejších vrstvách kambria, ale priebežne počas 80 miliónov rokov – a to je sotva explózia!“

Na záver si priblížme, ako podľa súčasných poznatkov prebehol vznik a rozrôznenie veľkých vývojových vetiev živočíšnej ríše.

Priebeh „kambrickej“ „explózie“ – súčasný pohľad

Útržky úplných počiatkov
V twityjskom súvrství v severozápadnej Kanade sa podarilo objaviť 610 miliónmi rokov staré makroskopické skameneliny. Predstavujú prstence a disky s priemerom až takmer 6 cm, ktorým vedci prisúdili názvy Nimbia, Vendella a Irridinitus. Vyskytuje sa tu aj Aspidella. Takto označené skameneliny sú hojné v rôznych oveľa mladších ediakarských súvrstviach. Zrejme neodrážajú jeden typ organizmu, ale istý jednotný typ úchytnej časti viacerých vejárovitých (?) bytostí. Ako Aspidella alebo Nimbia paleontológovia nedávno určili aj 770 miliónov rokov staré skameneliny nájdené v Kazachstane

Pred 580 miliónmi rokov
Len mikroskopické skameneliny (Tou-šan-tchuoské súvrstvie), často vajíčka a embryá bližšie neurčených živočíchov. Určite existovali hubky (Demospongia) a pŕhlivce.

Tesne pred tzv. avalonskou explóziou sa vo fosílnom zázname objavuje dlhožijúci rod Charnia patriaci medzi rangeomorfy. Najstaršie skameneliny rodu pochádzajú z drookskeho súvrstvia v Kanade.

Približne pred 575 miliónmi rokov
Tzv. avalonská explózia, evolučná radiácia, počas ktorej sa rozšírili rané typy ediakarskej bioty. Niektoré skupiny predstavovali nezávislé vývojové vetvy, ktoré nepatrili ani medzi rastliny, ani medzi živočíchy. Iné skutočne patrili medzi prvotné živočíchy, ich bližšie zaradenie je však otázne.

Pred 560 miliónmi rokov

Vyskytoval sa rod Haootia (hore), polyp patriaci medzi pŕhlivce a teda do príbuzenstva koralov a medúz. Je to najstarší živočích, na skamenelinách ktorého sa zachovali stopy po svaloch. Vyskytoval sa aj 3 až 10 mm dlhý živočích Arkarua (dole) pripomínajúci ostnatokožce.

Pred 555 miliónmi rokov
Rod Kimberella s vakovitým telom, svalnatou „nohou“ a viacerými inými znakmi mimoriadne pripomína mäkkýše. Podľa väčšiny ide buď o prvotného mäkkýša alebo aspoň zástupcu prvoústovcov, skupiny, kam patria mäkkýše, ramenonožce a obrúčkavé červy. Skameneliny označené ako Parvancorina či Temnoxa môžu predstavovať rôzne vývinové štádia tohto tvora.

Až 13 cm dlhý rod Burykhia, ktorý s veľkou pravdepodobnosťou predstavuje plášťovca – teda primitívneho zástupcu chordátov, skupiny („kmeňa“) do ktorého patria aj stavovce. Jeho vakovité telo vykazuje prítomnosť perforovaného hrtanu. Z plášťovcov najviac pripomína ascídie.

Pred 550 - 545 miliónmi rokov

Objavujú sa živočíchy s vápenatými vonkajšími schránkami. Pravda, oproti neskorším kambrickým živočíchom, boli tieto schránky pomerne tenké a samotné schránkami chránené zvieratá málo rozmanité – azda kvôli nežičlivému chemizmu morských vôd. Ide napríklad o rúrkovité a kalichovité skameneliny zvané Cloudina (dole) a Namacalathus (hore), ktoré vytvárali prvé útesy. Prevŕtané schránky rodu Cloudina sú zároveň najstaršími dôkazmi aktivity predátorov. Namapoikia si vytvárala schránky, ktoré mohli mať priemer až jeden meter. Ide o živočíchy s neistým bližším zaradením.

Poznámka: počas posledných 30 miliónov rokov starohôr (ediakarského obdobia) pozvoľne rástla miera prepracovávania usadenín dna, čo značí postupný rozmach živočíchov požierajúcich detrit a schopných pohybu.

Pred 541 - 535 miliónmi rokov - začiatok kambria
Fosílny záznam je bohatý na drobné skameneliny malých organizmov so schránkami. Rozpoznať sa v nich podarilo ramenonožce a mäkkýše, ako aj prvé skameneliny článkonožcov. Okrem nich nachádzame aj pozostatky rôznych živočíšnych skupín, ktoré nevieme klasifikovať, napríklad tuby tajomných anabaritidov s ojedinelou trojlúčovou symetriou.

Pred 535 - 530 miliónmi rokov
Na schránkach ramenonožcov sa zachovali stopy po kŕmení sa ostnatokožcov. V rámci mäkkýšov sa objavujú ulitníky a vymreté skupiny hyolitov a halkieridov, ktoré buď patrili medzi primitívne mäkkýše, alebo k nim mali blízko.

Pred 530 - 525 miliónmi rokov
BOOOM, kambrická explózia. Objavujú sa napríklad trilobity. Do tohto obdobia sú datované najstaršie náleziská s hojnosťou dobre zachovaných živočíchov s pevnou schránkou.

Dodatok: ordovická radiácia
Zaujímavé je, že oproti údajnej kambrickej explózii je pre rozrôznenie „moderného“ života oveľa dôležitejšie geologické obdobie ordoviku. A to evolučná radiácia spred 485 - 470 miliónmi rokov. Ani po nej však povaha prvohornej fauny s hojnosťou ramenonožcov (dnes veľmi vzácne) a iných na dne prichytených organizmov a trilobitov nepripomínala dnešné ekosystémy.

-

Zdroje:
Benton, M. J., Harper, D, 2009.: Introduction to Paleobiology and the Fossil Record. Wiley-Blackwell.
Fedonkin, M. A. a kol., 2008: The Rise of Animals. Johns Hopkins University Press.
Knoll, A. H., 2015: Life on a Young Planet (2. vydanie). Princeton.
Lee et al., 2013. Rates of Phenotypic and Genomic Evolution during the Cambrian Explosion, Current Biology.
Lieberman, B.S. 2003. Taking the pulse of the Cambrian radiation. Integrative and Comparative Biology.
Prothero, D.R. 2007. Evolution: What the Fossils Say and Why it Matters. Columbia University Press, New York.
Zrzavý J. a kol. 2017: Jak se dělá evoluce (2. vydanie). Argo/Dokořán.

Doplnené 11. 12. 2017

Obrázky: používateľ wikimédie Smith609, Ghedoghedo, Stanton Fink, Nobu Tamura

Páčia sa Vám naše články? Podporte nás

Zdieľajte článok

Tweet